(57)【要約】【課題】  モータからの熱がシャフトケースに伝わり、この部分からの放熱によりエバポレータチャンバ内の空気が加熱されるのを防止し、ロータの冷却能力を向上させることにある。更なる課題は、クラウンの回転状態を把握するために、シャフトケースのマグネットに対抗する位置にセンサを設ける際、シャフトケースからの熱によるセンサの過熱を防止しクラウンの回転状態把握を高信頼に維持することにある。【解決手段】  シャフトケースのエバポレータチャンバから突出する部分の外周を断熱材から成るシャフトケースカバで覆い、更にこのシャフトケースカバをロータの回転軸を中心とした同心円形状とすることで解決できる。更に、センサをシャフトケースカバ上に設けるか或はシフトケースカバ内に埋め込み、そのセンサの取り付け位置は、クラウンの底部に取り付けられロータの回転軸を中心として回転するマグネットに対抗する位置することで解決できる。【選択図】  図２
2005230747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離する試料を収容するロータと、該ロータを回転駆動するモータと、該モータの回転力を前記ロータに伝達するドライブシャフトと、該ドライブシャフトの偏位を規制する金属製のシャフトケースと、前記ロータを受容するエバポレータチャンバと、該エバポレータチャンバに冷媒を供給する冷凍サイクルを備えたものに於いて、前記シャフトケースに前記シャフトケースの前記エバポレータチャンバから突出する部分の外周を覆うほぼ同心円形状の断熱材から成るシャフトケースカバを設けたことを特徴とする遠心機。
【請求項２】
遠心分離する試料を収容するロータと、該ロータを回転駆動するモータと、該モータの回転力を前記ロータに伝達するドライブシャフトと、該ドライブシャフトと前記ロータの間に介して設けられ前記ロータを回転支持するクラウンと、該クラウンに設けられた信号発生部材と、該信号発生部材の回転状態を検出するセンサを備えたものに於いて、該センサをシャフトケースカバに設けたことを特徴とする請求項１記載の遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠心機、特に空気中でロータを高速に回転させる高速冷却遠心機に於いて、ロータの冷却能力の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の遠心機は、一例として、図３の遠心機の部分断面図で示す様に、空気中でロータ１を高速回転させるため空気摩擦によりロータ１が発熱する。ロータ１の内部で図示しないチューブに収納された試料を遠心中に低い温度に維持するため、いわゆるロータ１を受容するチャンバ３はエバポレータ機能を付与し、このエバポレータチャンバ３の周囲に巻き付けられたパイプ７に図示しない適当な冷凍サイクルにより冷媒を供給し、高速回転するロータ１を冷却している。
【０００３】
しかし、この種の遠心機に於いては、ロータ１が高速回転中はこの空気摩擦によるロータ１表面の発熱以外に、ロータ１を回転駆動するモータ２からの熱が、エバポレータチャンバ３に一部突き出しているドライブシャフトの曲がり偏位を規制する金属製のシャフトケース１１を伝わり、ロータ１が回転することにより生じるエバポレータチャンバ内の旋回空気流によりシャフトケース１１の表面が強制風冷され、エバポレータチャンバ３内の空気を加熱する。従って、ロータ１の底面部が暖められてロータ１を所望の温度に冷却することができないという不具合があった。
【０００４】
従来製品の中には、シャフトケース１１全体を熱の伝わり難い樹脂で形成していた製品もあったが、インバランス発生によりシャフトケース１１の内部で回転するドライブシャフトが屈曲すると、シャフトケース１１先端部に配置されているタッチベアリング等に荷重が加わり、タッチベアリングを保持しているシャフトケース１１が破損するという不具合があったため強度的に優れた金属で形成する必要があり、熱を伝え易い構造となっていた。
【０００５】
また、他の従来製品にはシャフトケースに樹脂カバーを被せている製品もあるが、該樹脂カバーはロータを収容するチャンバの内部に突出しているのではなく、チャンバの外部にあり、本発明の効果は達成できない。更に、前記方式を採用している超遠心機は、専らチャンバ内を真空にして運転するものであり、シャフトケースからの放熱は空気流によるものではなく輻射であり、シャフトケース表面の放射率を下げるために放射率の低い金属のままで良いため、本発明の構成、思想とは大きく異なるものである。
【０００６】
また、クラウン２３の回転状態を把握するために、クラウンにマグネット等の信号発生部材２４を取り付け、一方、シャフトケース１１のマグネットに対抗する位置にホールＩＣ等のセンサ２５を設けており、上記の様にモータ２からの熱がシャフトケース１１に伝わりホールＩＣ２５を加熱するためホールＩＣ２５の動作が不安定となりクラウンの回転状態把握が高い信頼性を維持できないという欠点があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１０４８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の従来技術の欠点に鑑みなされたもので、そのひとつの目的は、ロータを回転駆動するモータからの熱がシャフトケースに伝わり、シャフトケースの表面が強制風冷され、この部分からの放熱によりエバポレータチャンバ３内の空気を加熱するのを防止し、ロータの冷却能力を向上させることにある。本発明の更なる目的は、クラウンの回転状態を把握するために、シャフトケース１１のマグネットに対抗する位置にセンサを設ける際、センサの過熱を防止しクラウンの回転状態把握を高信頼に維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、シャフトケースのエバポレータチャンバから突出する部分の外周を断熱材から成るシャフトケースカバにより覆い、更にこのシャフトケースカバをロータの回転軸を中心とした同心円形状とすることにより達成することができる。
また、上記目的は、センサをシャフトケースカバ上或はシフトケースカバ内に埋め込み、そのセンサの取り付け位置は、クラウンの底部に取り付けられロータの回転軸を中心として回転するマグネットに対抗する位置することにより達成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、この種の遠心機に於いて、ロータを回転駆動するモータからの熱がシャフトケースから放熱されるのを防ぎロータの冷却能力を向上することができ、冷凍サイクルの吸熱量を少なくできるから冷凍サイクルが小形になり、ひいては遠心機が小型化できる。また、ロータを回転駆動するモータからの熱がシャフトケースに伝わりセンサを過熱するのを防ぎ、クラウンの回転状態把握を高信頼に維持することができ、ひいては遠心機の安全性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明による遠心機の一実施例を図１、図２を用いて以下詳細に説明する。
図１は本発明になる遠心機１００の部分側面断面図である。遠心機１００は遠心分離を行うための試料を入れたロータ１、ロータ１を回転駆動させるモータ２、ロータ１を収納すると共に高速回転のため発熱するロータ１を冷却するロータ室となるエバポレータチャンバ３、エバポレータチャンバ３を上部で封じるドア４、エバポレータチャンバ３を支持する断熱材から成るスペーサ２０、このスペーサ２０を載せる遠心機１００のケーシングとなるフレーム５、モータ２の回転等を制御する制御部６から構成されている。
【００１２】
エバポレータチャンバ３の外周にはロータ１を冷却するためにフレオン等の冷媒を流す銅のパイプ７が巻かれており、冷媒は圧縮機８で圧縮され、凝縮機９でガス状の冷媒を冷却・液化させキャピラリーチューブ１０を通してパイプ７内で蒸発させ、再び圧縮機８に戻るサイクルを繰り返す冷凍サイクル２１が組み込まれており、回転中のロータ１を冷却する。
【００１３】
図２は本発明になる遠心機１００のエバポレータチャンバ３、ロータ１、モータ２周辺の詳細を示した部分断面図であり、モータ２からはロータ１を回転駆動するための弾性駆動軸となるドライブシャフト２２、ドライブシャフト２２の先端にはロータ１と結合するクラウン２３が圧入されている。
【００１４】
ドライブシャフト２２の周囲にはシャフトケース１１が一端をモータハウジング２７に嵌合しネジによって固定され、シャフトケース１１の他端にはロータ１がインバランス状態で回転する際に、ドライブシャフト２２が撓むときの偏位を規制するタッチベアリング２８が設けられている。シャフトケース１１はドライブシャフト２２の撓み力をタッチベアリング２８が受けとめる必要がありその反力により破壊しないようにステンレス等の金属が用いられている。
【００１５】
このシャフトケース１１のエバポレータチャンバ３から突出する部分の外周にはこれを覆う熱伝導率が小さい断熱材例えばゴム、プラスチック等からなるシャフトケースカバ２６が設けられ、その形状はロータ１の回転軸に対して同心円形状とし、ロータ１がエバポレータチャンバ３内で回転する際に発生する空気旋回流による風損を小さくする形状となっている。従って、断熱性の高いシャフトケースカバ２６でシャフトケース１１を覆っているため、シャフトケース１１の表面が直接強制風冷されることなく、この部分からの放熱によりエバポレータチャンバ３内の空気を加熱するのを防止し、ロータ１の冷却能力が向上する。
【００１６】
このような構成にすることにより、本実施例の遠心機で使用できるロータの内、最も発熱量の大きいロータを本遠心機の最大冷却能力で運転した場合、従来方式では運転後のサンプル温度が６．７℃だったのに対し、本発明の遠心機では運転後のサンプル温度を５．９℃まで冷却することができ、従来の遠心機と比較して、運転後のサンプルの温度を０．８℃低くすることが出来た。よって冷凍サイクルの吸熱量を少なくできるから冷凍サイクルが小形になり、ひいては遠心機が小型化できる。
【００１７】
クラウン２３の下端面にはロータ１の回転状態を把握するための信号発生部材となるマグネット２４が1個又は複数個ロータ１の回転軸に同心円状に配置されており、一方これに対抗する位置のシャフトケースカバ２６上に、或はシャフトケースカバ２６内部にマグネット２４の回転状態を検出するホールＩＣ等のセンサ２５が設けられている。センサ２５は従来シャフトケース１１に電気的絶縁を保つ程度に保護され、熱絶縁されることなく取り付けられていたため、シャフトケース１１が加熱されるとセンサ２５の温度が高くなりセンサ２５のマグネット２４の検出動作が不安定になることがしばしばあった。
【００１８】
本発明のようにセンサ２５をシャフトケースカバ２６に受けることによりセンサ２５はシャフトケース１１から加熱されることが無くなりマグネット２４の検出動作が安定し、ロータ１の回転数の把握が常に正確になり、ロータ１がその機械的強度を越えて回転し破壊するなどの事故が起きるのを確実の防止でき遠心機の安全性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明になる遠心機の部分側面断面図である。
【図２】本発明になる遠心機の拡大部分断面図である。
【図３】従来の遠心機の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１はロータ、２はモータ、３はエバポレータチャンバ、４はドア、５はフレーム、６は遠心機制御部、７はパイプ、８は圧縮機、９は凝縮機、１０はキャピラリーチューブ、１１はシャフトケース、２０はスペーサ、２１は冷凍サイクル、２２はドライブシャフト、２３はクラウン、２４はマグネット、２５はセンサ、２６はシャフトケースカバ、２８はタッチベアリングである。
【図１】
2005230747.tif 000003
【図２】
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【図３】
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